AG Hommel

Thema 1: Prozessoptimierung nitridbasierter Sensoren

• Projekt:

Herstellung sensitiver Gas- und Flüssigkeits-detektoren auf GaN-Basis.

• Problem:

Parasitäre Strompfade in der AlGaN-Schicht

• Ansatz:

Änderung des Sensor-Design:''vergrabene'' Kontakte

• Fragestellung der Bachelorarbeit:Einfluss verschiedener Geometrien und Kontakt-materialien auf die Sensitivität der Sensor-strukturen.

Konventionelles Design:

Ansatz der Bachelorarbeit:

AG Hommel

• Verwendete Methoden:✔ Optische Lithografie (Maskaligner)✔ Materialdeposition mittels Elektronenverdampfer & Trockenätzen (CAIBE)✔ SEM / FIB zur Prozesskontrolle✔ elektr. Charakterisierung der Sensoren

• Mögliche Messreihen:

✗ Variation der Kontakttiefe

✗ Einführung zusätzlicher Isolationsschichten

✗ Variation der Isolatorschichtdicke

✗ Variation des Isolatormaterials

Thema 1: Prozessoptimierung nitridbasierter Sensoren

• Ansprechpartner: Malte Fandrich (fandrich@ifp.uni-bremen.de)

AG Hommel

Thema 2: Ladungsträgereinschlusses in Quantenpunkten

GaN

GaN

InGaN-QP

• Projekt:

Stabilisierung der Quantenpunktemission bis hin zu Raumtemperatur (Einzellinien).

• Problem:

Ladungsträger sind bei hohen Temperaturen nicht hinreichend im QP gebunden.

• Ansatz:

Einfügen von Barrieren unter- und oberhalb der Quantenpunktlagen (Verwendete Barrierenmaterialien:

➔ AlN, AlGaN, AlInN

• Fragestellung für die Bachelorarbeit:

Einfluss der Barrieren auf die Formation und die optischen Eigenschaften der QP.

Konventionelles Design:

Barrierendesign:

GaN

GaN

InGaN-QPBarrieren

Barrieren

AG Hommel

• Verwendete Methoden:

✔ Mikro-Photolumineszenz (µ-PL)

✔ Rasterelektronenmikroskopie (SEM)

✔ Rasterkraftmikroskopie (AFM)

• Mögliche Messreihen:

✗ µ-PL-Messungen:

➔ spektrale Lage und Intensität der QP-Emission

➔ Temperaturabhängige Messungen

✗ AFM/ SEM

➔ Vergleich der Oberflächenmorphologie

• Ansprechpartner: Elahe Zakizadeh (zakizadeh@ifp.uni-bremen.de) Timo Aschenbrenner (tasche@ifp.uni-bremen.de)

Thema 2: Ladungsträgereinschlusses in Quantenpunkten

SEM: offene QP-Struktur

AG Hommel

Thema 3: Charakterisierung von DBR-Strukturen

• Projekt:

Optimierung optoelektronischer Bauelemente, die auf vertikalen Resonatoren basieren (VCSEL, Einzelphotonemitter, Polaritonphysik)

• Problem:

Hohe Reflektivität und strukturelle Qualität der Spiegel erforderlich

➔ Präzise Kontrolle der Schichtdicken und -zusammensetzung

• Ansatz:

Ziele in verschiedenen Materialsystemen erreichbar➔ II-VI- und/ oder III-V-DBR

• Fragestellung für die Bachelorarbeit:

Strukturanalyse von Distributed Bragg Reflectoren (DBR).

SEM der

Probenstruktur:

AG Hommel

• Verwendete Methoden:

✔ Hochauflösende Röntgenbeugung (HRXRD)

✔ Rasterelektronenmikroskopie (SEM)

✔ Fokussierte Ionenstrahlen (FIB)

• Mögliche Messreihen:

✗ Verleichende Arbeit an zwei Materialsystemen

✗ HRXRD:➔ -2 - Scans messen und simulieren

➔ Mapping asymetrischer Refexe zur Verspannungsanalyse

✗ FIB/ SEM:➔ Strukturelle Untersuchungen von Oberflächen und Querschnitten

• Ansprechpartner: Sebastian Klembt (klembt@ifp.uni-bremen.de) Timo Aschenbrenner (tasche@ifp.uni-bremen.de)

Thema 3: Charakterisierung von DBR-Strukturen

AG Hommel

Thema 4: Optische und strukturelle Analyse von II-VI Quantenfilmen

• Problemstellung:

Interface Rauhigkeit der Quantenfilme in Mikrokavitäten; inhomogene Verbreiterung der PL.Niedrige N-Dotierung der Filme zur Einzelphotonemission.

• Ansatz:

Herstellung der Mikrokavitäten mit Hilfe verschiedener Wachstumsmodi.

Mischung von N2 und Ar zum dotieren.

• Fragestellungen für die Bachelorarbeit:➔ Einfluss der Wachstumsmodi sowie der QW-Dicke auf die Linienbreite bei temperaturabhängiger µ-PL.➔ Einfluss der N-Dotierung auf die Donator-Akzeptor-Paarrekombination.

AG Hommel

• Verwendete Methoden:

✔ Mikro-Photolumineszenz (µ-PL)

✔ hochauflösende Röntgenspektroskopie (HRXRD)

• Mögliche Messreihen:

✗ (temperaturabhängige) µ-PL-Messungen:➔ Einfluss der QW-Dicke auf die Halbwertsbreite und spektrale Position der QW-Emission ➔ DAP-Untersuchung bei dotierten Quantenfilmen zur Bestimmung des Dotierlevels

✗ HRXRD-Messungen: ➔ Zusammensetzung quaternärer Barriereschichten in Abhängigkeit vom verwendeten Wachstumsmodus➔ Verspannungszustand von Filmen und Barriere

• Ansprechpartner: Thorsten Klein (tklein@ifp.uni-bremen.de) Sebastian Klembt (klembt@ifp.uni-bremen.de)

Thema 4: Optische und strukturelle Analyse von II-VI Quantenfilmen

AG Hommel

GaN

Thema 5: Selektives Ätzen / Oxidieren von AlInN & InGaN Schichten

Probenstruktur

Kontakt Kontakt

Photon

Kontakt Kontakt

Nach Oxidation/Ätzen:

GaN

AlInN/GaN DBR

AlInN/GaN DBR

• Projekt:

Erhöhung der Kavitätsgüte in Einzelphotonenemittern bzw. Einschnürung des Strompfades

• Problem:

Strompfadaufweitung an jeder Grenzfläche

• Ansatz:

Selektive (Elektro-)Chemische Umwandlung von AlInN-Schichten (oder InGaN-Schichten)

• Fragestellungen der Bachelorarbeit:➔ Einfluss von Kristallrichtungen/Facetten auf das Ätzen➔ Einfluss auf die optische Güte der Kavitäten➔ Einfluss auf Effizienz → Erhöhung der Stromdichte

AG Hommel

• Verwendete Methoden:

✔ Elektrochemisches Ätzen/Oxidieren

✔ Reflektometrie & Mikro-Photolumineszenz (µ-PL)

✔ Rasterelektronenmikroskopie (SEM)

• Mögliche Aufgaben:

✗ Entwicklung eines Prozessschrittes für die Oxidation von AlInN-Schichten

✗ Messung der Reflektivität → Einfluss der Oxidation

✗ Elektrische Messung der Strompfadeinschnürung

✗ Mikroskopische Untersuchung von Fasettenbildung

✗ Anwendung des Prozessschrittes auf vorhandene Emitterstrukturen

• Ansprechpartner: Jakob Ebeling (ebeling@ifp.uni-bremen.de) Stephan Figge (figge@ifp.uni-bremen.de) Timo Aschenbrenner (tasche@ifp.uni-bremen.de)

Thema 5: Selektives Ätzen / Oxidieren von AlInN & InGaN Schichten

AG Hommel

• Projekt:

Erzeugung von ferromagnetischen Eigenschaften in nitrid-basierten Halbleitern.

• Voraussetzungen:

➔ Ga1-x

MnxN mit ~5 % Mn

➔ Lochdichte von ~1020 cm-3 notwendig. Problem:

Keine hohe p-Dotierung in GaMnN mit Mg allein realisiert!

• Ansatz:

Co-Dotierung mittels Mg (a) und/ oder As (b)

• Fragestellung für die Bachelorarbeit:

Einfluss der Dopanten Mg & As auf die Leitfähigkeit der Strukturen

Thema 6: Co-dotierte Galliummangannitridschichten

Konventionell:

Bremer Ansatz:

AG Hommel

Thema 6: Co-dotierte Galliummangannitridschichten

• Verwendete Methoden:

✔ Optische Lithografie

✔ Materialdeposition mittels Elektronenverdampfer & Trockenätzen

✔ Elektr. Charakterisierung: Hall-Messungen

• Mögliche Messreihen:

✗ Bestimmung und Vergleich von:

➔ Ladungsträgerkonzentration➔ Ladungsträgerbeweglichkeit➔ Leitfähigkeit➔ Hall-Konstante

✗ Probenserien basierend auf verschiedenen Mg- und As-Dotierungen, sowieso Proben mit einer co-Dotierung aus Mg und As

• Ansprechpartner: Gerd Kunert (kunert@ifp.uni-bremen.de)

AG Hommel

Unsere Methoden:AFM XRD

FIB/SEM Bauteil-Technologie

µ-PL

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www.ifp.uni-bremen.de

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